編者語：美(mei)國(guo)加(jia)州(zhou)大(da)學(xue)伯(bo)克(ke)利(li)分(fen)校(xiao)和(he)伯(bo)克(ke)利(li)實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)通(tong)過(guo)打(da)造(zao)世(shi)界(jie)首(shou)個(ge)全(quan)功(gong)能(neng)性(xing)的(de)納(na)米(mi)管(guan)裝(zhuang)置(zhi)
，成(cheng)功(gong)建(jian)造(zao)了(le)一(yi)個(ge)可(ke)以(yi)給(gei)金(jin)原(yuan)子(zi)稱(cheng)重(zhong)的(de)納(na)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)(NEMS)。以此裝置測得的金原子質量為3.25 x 10^25千克。 

                               此雙壁碳納米管納機電係統用於測量單個金原子質量


　　據美國每日科學網報道，美(mei)國(guo)加(jia)州(zhou)大(da)學(xue)伯(bo)克(ke)利(li)分(fen)校(xiao)和(he)伯(bo)克(ke)利(li)實(shi)驗(yan)室(shi)的(de)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)通(tong)過(guo)打(da)造(zao)世(shi)界(jie)首(shou)個(ge)全(quan)功(gong)能(neng)性(xing)的(de)納(na)米(mi)管(guan)裝(zhuang)置(zhi)，成(cheng)功(gong)建(jian)造(zao)了(le)一(yi)個(ge)可(ke)以(yi)給(gei)金(jin)原(yuan)子(zi)稱(cheng)重(zhong)的(de)納(na)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)(NEMS)。此成果發表在最新出版的《自然-納米技術》雜誌上。

　　加州大學伯克利分校物理係和伯克利實驗室材料科學部的物理學家亞曆克斯·澤特爾負責此項研究。澤特爾說："在過去的15年左右
，納機電係統推動他們製造足夠靈敏且足夠小的裝置

，因此他們現在能解決給單個原子或分子稱重的問題。"

　　此ci新xin式shi納na機ji電dian係xi統tong質zhi量liang傳chuan感gan器qi由you單dan個ge碳tan納na米mi管guan組zu成cheng，有you雙shuang層ceng壁bi，具ju有you全quan部bu電dian子zi特te性xing，且qie硬ying度du增zeng加jia了le。碳tan納na米mi管guan的de一yi端duan可ke自zi由you活huo動dong，而er另ling一yi端duan入ru則ze連lian接jie在zai一yi個ge電dian極ji上shang
，且qie距ju離li相xiang對dui的de電dian極ji相xiang當dang近jin。來lai自zi電dian池chi或huo太tai陽yang能neng電dian池chi上shang的de直zhi流liu電dian源yuan與yu這zhe對dui電dian極ji相xiang連lian，導dao致zhi它ta以yi某mou種zhong波bo動dong的de共gong振zhen頻pin率lv振zhen動dong。

　　當dang一yi個ge原yuan子zi或huo分fen子zi被bei存cun放fang在zai此ci碳tan納na米mi管guan上shang麵mian時shi，此ci碳tan納na米mi管guan的de共gong振zhen頻pin率lv就jiu會hui因yin此ci原yuan子zi或huo分fen子zi的de質zhi量liang而er改gai變bian
，類lei似si於yu不bu同tong體ti重zhong的de跳tiao水shui運yun動dong員yuan會hui改gai變bian跳tiao水shui板ban的de共gong振zhen頻pin率lv一yi樣yang。此ci研yan究jiu小xiao組zu成cheng員yuan肯ken尼ni思si·延森說："讓rang碳tan納na米mi管guan振zhen動dong很hen簡jian單dan，難nan的de就jiu是shi探tan知zhi其qi振zhen動dong的de微wei小xiao變bian化hua。我wo們men通tong過guo磁ci場chang發fa射she或huo噴pen霧wu讓rang它ta產chan生sheng了le振zhen動dong，並bing探tan測ce到dao此ci碳tan納na米mi管guan一yi端duan的de電dian流liu變bian化hua。"

　　利用此納機電係統質量傳感器，澤特爾小組對單個金原子稱了重量，其質量為3.25 x 10^25千克。這意味著大約3億億億個金原子才能達到1千克。

　　之(zhi)前(qian)也(ye)有(you)其(qi)它(ta)的(de)納(na)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)充(chong)當(dang)質(zhi)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)，但(dan)大(da)多(duo)數(shu)是(shi)由(you)矽(gui)製(zhi)成(cheng)的(de)，沒(mei)有(you)一(yi)個(ge)能(neng)在(zai)室(shi)溫(wen)中(zhong)具(ju)有(you)測(ce)量(liang)單(dan)個(ge)原(yuan)子(zi)質(zhi)量(liang)的(de)本(ben)領(ling)。澤(ze)特(te)爾(er)小(xiao)組(zu)的(de)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)質(zhi)量(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)比(bi)典(dian)型(xing)的(de)納(na)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)共(gong)振(zhen)器(qi)的(de)體(ti)積(ji)小(xiao)1千倍，可以測量直徑隻有十億分之一米和長度隻有千萬分之一米的東西。延森說："碳納米管是這一應用的理想材料
，它們足夠小的尺寸使它們在室溫下足夠靈敏地感知單個原子的存在。"

　　雖然科學家通過複雜的技術――質譜儀可以測量單個原子的質量
，但此新碳納米管納機電係統質量傳感器則有一些獨特優勢，為新的應用開啟了大門
，延森解釋說。"不bu像xiang質zhi譜pu儀yi，我wo們men的de裝zhuang置zhi不bu需xu對dui中zhong性xing原yuan子zi和he分fen子zi進jin行xing離li子zi化hua，從cong而er避bi免mian損sun壞huai樣yang品pin，如ru蛋dan白bai質zhi。同tong樣yang也ye不bu像xiang質zhi譜pu儀yi，我wo們men的de碳tan納na米mi管guan質zhi量liang傳chuan感gan器qi在zai高gao質zhi量liang範fan圍wei內nei更geng加jia靈ling敏min
，更geng適shi合he於yu測ce量liang大da的de生sheng物wu分fen子zi如ruDNA。最終，我們的裝置將變得足夠小
，可以集成到芯片上。"